9 mev 고에너지 감마선검출을 위한 어레이검출기 개발
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9 MeV 고에너지 감마선검출을 위한 어레이검출기 개발 . 2000. 10. 27. 홍완 , 김기동 , 김영석 , 이진호 , 양태건 , 김준곤 , 최한우 , 우형주. 한국자원연구소. 연구의 목적 14 N 핵의 9.17 MeV 준위에 의해 g ( 14 N , 14 N ) g 공명산란되는 9.17 MeV 감마선의 측정을 위한 어레이형 검출기 개발하여 지중의 질소함유물 ( 폭약 등 ) 위치탐지에 응용 어레이 검출기의 특징 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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23年 4月 22日
9 MeV 고에너지 감마선검출을 위한 어레이검출기 개발
홍완 , 김기동 , 김영석 , 이진호 , 양태건 , 김준곤 , 최한우 , 우형주한국자원연구소
2000. 10. 27
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23年 4月 22日
연구의 목적•14N 핵의 9.17 MeV 준위에 의해 (14N , 14N )
공명산란되는 9.17 MeV 감마선의 측정을 위한 어레이형 검출기 개발하여 지중의 질소함유물 ( 폭약 등 ) 위치탐지에 응용
어레이 검출기의 특징•검출기의 위치감지능력 (position sensitivity) 에 의한 감마선
발생위치 파악이 용이•고 에 너지 감 마 선 측 정 에 필 요한 섬 광 체 를 작 은 여 러 개 의
섬광체로 대체 가능
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Material Wavelengthof maximum
emission (nm)
Scintillationefficiency
(relative, %)
Photopeakefficiency*
(relative, %)
Decaytime(s)
Density(103 kg/m3)
NaI(Tl)
CaF2 (Eu)
CsI (Na)
CsI (Tl)
Bi4Ge3O12
CdWO4
6LiI (Eu)
410
435
420
565
480
530
470
100
50
80
45
8
20
30
100
673
0.23
0.94
0.63
1.80
0.30
0.90
0.94
3.67
3.18
4.51
4.51
7.13
7.90
3.49
Properties of inorganic scintillators
* XCOM 에 의한 계산치
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Array detector 제작• 2” x 2” BGO 결정 사용 ( 미국 Rexon 사 )
• 결정의 모양은 array 제작시 빈 공간이 생기지 않도록 4각형으로 함
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계측시스템 계통도
Detector
Detector
Detector
Detector
Counter
Counter
Counter
Counter
AMP
AMP
AMP
AMP
TSCA
TSCA
TSCA
TSCA
Personalcomputer
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Simulation program
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Beam10 mABeam originate BG10 %
Beam10 mABeam originate BG5 %
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• 가속기를 이용한 Al(p,)Si 반응 및 F(p,)O 반응으로 부터 10.76 MeV 및 6.12 MeV 감마선 생성• 정전형가속기• TV : 1.7 MV tandem• 표적함에서 수 A 까지 인출가능
BGO 검출기 특성조사
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energy (keV)0 500 1000 1500 2000 2500 3000
coun
t
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
FWHM=111 keV (8.3%)
60CoDetector 1
1173 keV
1330 keV
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energy (keV)0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
coun
t
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
NaI detectorBGO detector
BGO/NaI = 233 % 505 % for photopeak
energy (keV)0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
coun
t
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
NaI detectorBGO detector
-ray spectra from Al target. Al(p,)SiCharge : 5mC
BGO/NaI = 286 % 1187 % for photopeak
-ray spectra from F target. F(p,)O Charge : 5mC
2.612 MeV from 208Tl
6.12 MeV from F10.76 MeV from AlFWHM=394.91 keV(3.7 %)
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Resolution Total peak Photopeak
10.76 MeV 6.13 MeV 10.76 MeV 6.13 MeV1.33 MeV 10.76 MeV
area ratio area ratio area ratio area ratio
BGO1 111 keV(8.3%) 394.9 keV(3.7%) 31988 286 76881 233 11298 1187 34533 505
BGO2 102 keV(7.6%) 362.1 keV(3.4%)
BGO3 98.7 keV(7.4%) 359.2 keV(3.3%)
BGO4 90.5 keV(6.8%) 275.5 keV(2.6%)
NaI - - 11175 100 33019 100 952 100 6840 100
Accumulated Charge : 5 mC
Resolution and efficiency comparison of detectors
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요약• 고에너지 감마선 검출을 위한 BGO 검출기 어레이 제작을 위한 기초실험을 수행하였다• 컴퓨터를 이용한 질소 함유물 탐지가상실험을 수행한 결과 , 감마선원에서 직접 입사되는 감마선에 의한 백그라운드가 가장 계측에 방해됨을 알았다• 육면체 BGO 섬광체를 이용한 검출기 4 개를 제작하였다 .• 시작된 검출기의 계측효율 및 분해능을 측정한 결과 10.76 MeV 감마선에 대해 NaI 검출기의 11 배의 계측효율과 370 keV 정도의 분해능을 나타내었다 .